(57)【要約】【課題】  本発明は、パイプラックの高さを低くでき、パイプラックの強度上の問題を解決して、建設コストのコストダウンを図れ、更に、冷媒の熱損失および圧力損失の問題を解決した、ガス液化プラントを提供する。【解決手段】  本発明は、第１冷媒により供給ガスを予備冷却し、第１冷媒により第２冷媒を予備冷却する予冷熱交換器４と、第１冷媒を圧縮し、冷却して予冷熱交換器４へ送る第１冷媒圧縮機５と、供給ガスを、第２冷媒により冷却、液化させる極低温熱交換器７と、第２冷媒を圧縮して極低温熱交換器７へ送る第２冷媒圧縮機８と、配管１０を設置する配管集合部１１と、を備え、配管集合部の一側１６に、予冷熱交換器４、第１冷媒圧縮機５、極低温熱交換器７、及び、第２冷媒圧縮機８が配置されているガス液化プラント１である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１冷媒との間接熱交換によって供給ガスを予備冷却する予冷熱交換器と、
該予冷熱交換器において供給ガスを冷却させた前記第１冷媒を圧縮し、冷却して前記予冷熱交換器へ送る第１冷媒圧縮機と、
前記予冷熱交換器により予備冷却された供給ガスを、第２冷媒との間接熱交換によって冷却し、液化させる極低温熱交換器と、
該極低温熱交換器において供給ガスを冷却し、液化させた前記第２冷媒を圧縮して前記極低温熱交換器へ送る第２冷媒圧縮機と、
ガス液化プラントにおいて使用する配管を設置する配管集合部と、を少なくとも備えたガス液化プラントであって、
前記配管集合部の一側に、前記予冷熱交換器、前記第１冷媒圧縮機、前記極低温熱交換器、及び、前記第２冷媒圧縮機が配置されていることを特徴とするガス液化プラント。
【請求項２】
前記予冷熱交換器と前記第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、前記極低温熱交換器と前記第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管は、前記配管集合部を介することなしに設置されていることを特徴とする請求項１に記載のガス液化プラント。
【請求項３】
前記予冷熱交換器と前記第１冷媒圧縮機とを隣接配置すると共に、前記極低温熱交換器と前記第２冷媒圧縮機とを隣接配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のガス液化プラント。
【請求項４】
前記配管集合部の一側において、前記予冷熱交換器及び前記第１冷媒圧縮機により形成される第１熱交換領域と、前記極低温熱交換器及び前記第２冷媒圧縮機により形成される第２熱交換領域との間に、供給ガスにおける重質分を除去する重質分除去器を配置し、
前記配管集合部の他側において、前記予冷熱交換器による供給ガスの冷却をする前に、供給ガスの前処理を行う前処理装置を配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガス液化プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ガス等の供給ガスを液化して、液化天然ガス等の液化ガスとするガス液化プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、供給ガスとしての天然ガスを液化して、液化天然ガスとするガス液化プラントに関して、天然ガスの予備冷却及び天然ガスの予備冷却のために用いられる混合冷媒（ＭＣＲ）の冷却を行う予冷システムと、予冷された天然ガスの液化、及び予冷された天然ガスの液化のために用いられる混合冷媒の冷却を行う液化システムと、を備えたガス液化プラントが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１８００４８号公報
【０００３】
図２を参照として、この従来技術としてのガス液化プラント２１を説明する。
この従来技術において、まず、天然ガスに対する前処理として、酸性ガス除去機２２により酸性ガスの除去を行い、その後、脱水機２３により天然ガスの脱水処理を行っている。
【０００４】
その後、上記の前処理が行われた天然ガスにつき、第１予冷熱交換器群２４−１により予備冷却を行い、約―２０℃〜―７０℃の中間温度にした後、重質分除去器２６により天然ガスにおける重質分を除去する。この重質分除去としては、例えば、炭素数２以上の重質ガス（エタン及びそれよりも重い成分）を分離して除去するものである。
【０００５】
尚、分離された炭素数２以上の重質ガスは、この重質ガスを精留する精留設備３０に送られ、その後、炭素数４以下の軽質分は、回収され極低温熱交換器２７に送られて、液化天然ガスに混合される。炭素数５以上の重質分は、コンデンセートとして製品となる。
【０００６】
その後、重質ガスが除去された天然ガス（主としてメタン、若干のエタン、プロパン、ブタン）は、極低温熱交換器２７により、第２予冷熱交換器群２４−２により予備冷却された第２冷媒によって、冷却、凝縮、液化され、液化天然ガスを得る。
【０００７】
尚、第１予冷熱交換器群２４−１における予備冷却、重質分除去器２６における冷却、第２予冷熱交換器群２４−２における第２冷媒の予備冷却は、第１予冷熱交換器２４−１、重質分除去器２６、第２予冷熱交換器群２４−２と、夫々冷媒配管２９により接続される第１冷媒圧縮機２５を用いて行っている。第１冷媒圧縮機２５は、第１予冷熱交換器群２４−１において天然ガスを予備冷却させた冷媒を圧縮し、冷却して第１予冷熱交換器群２４−１へ送っている。また、第１冷媒圧縮機２５は、重質分除去器２６における冷却を行った冷媒を圧縮し、冷却して重質分除去器２６へ送っている。また、第１冷媒圧縮機２５は、第２予冷熱交換器群２４−２において第２冷媒を予備冷却させた冷媒を圧縮し、冷却して第２予冷熱交換器群２４−２へ送っている。
【０００８】
また、極低温熱交換器２７による、天然ガスの冷却、凝縮、液化は、第２冷媒圧縮機２８を用いて行っている。第２冷媒圧縮機２８は、冷媒配管２９により第２予冷熱交換器群２４−２を介して極低温熱交換器２７に接続されており、極低温熱交換器２７において天然ガスを液化させた第２冷媒を圧縮し、第２予冷熱交換器群２４−２へ送っている。
【０００９】
図２におけるように、従来技術としてのガス液化プラント２１では、ガス液化プラント２１において使用するプロダクトライン配管３４を設置する配管集合部（パイプラック）３１の一側３３に、酸性ガス除去機２２、第１予冷熱交換器群２４−１、重質分除去器２６、第２予冷熱交換器群２４−２、極低温熱交換器２７を配置し、また、パイプラックの他側３２に、脱水機２３、精留設備３０、第１冷媒圧縮機２５、第２冷媒圧縮機２８を配置している。
第１冷媒圧縮機２５と第２予冷熱交換器群２４−２とを接続する冷媒配管２９、並びに、第２冷媒圧縮機２８と極低温熱交換器２７とを接続する冷媒配管２９を、パイプラック３１に設置する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に、冷媒配管２９は、大口径（例えば、７２インチ）となっているため、冷媒配管２９の重量に耐え得るパイプラック３１にするためには、パイプラック３１の強度を大きくする必要があり、また、パイプラック３１を高くしなければならず、この設計期間、工事期間が長くかかると共に、建設コストも高いものとなっていた。
更に、パイプラック高さが大きくなるため、高所作業が増加し、工事の危険度が大きくなり、安全性に問題を生じていた。
また、冷媒配管ラインが長くなるため、冷媒の熱損失および圧力損失が大きくなるという問題を生じていた。
【００１１】
本発明は、以上の問題点を解決するものであり、上記従来技術としてのガス液化プラントに対し、パイプラックの高さを低くでき、パイプラックの強度上の問題を解決して、パイプラックの設計期間、工事期間を短くできて、建設コストのコストダウンを図れると共に、高所作業を少なくできて、工事の危険度を小さくでき、更に、冷媒の熱損失および圧力損失の問題を解決した、ガス液化プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の目的を達成するため、本発明は、第１冷媒との間接熱交換によって供給ガスを予備冷却する予冷熱交換器と、
該予冷熱交換器において供給ガスを冷却させた前記第１冷媒を圧縮し、冷却して前記予冷熱交換器へ送る第１冷媒圧縮機と、
前記予冷熱交換器により予備冷却された供給ガスを、第２冷媒との間接熱交換によって冷却し、液化させる極低温熱交換器と、
該極低温熱交換器において供給ガスを冷却し、液化させた前記第２冷媒を圧縮して前記極低温熱交換器へ送る第２冷媒圧縮機と、
ガス液化プラントにおいて使用する配管を設置する配管集合部と、を少なくとも備えたガス液化プラントであって、
前記配管集合部の一側に、前記予冷熱交換器、前記第１冷媒圧縮機、前記極低温熱交換器、及び、前記第２冷媒圧縮機が配置されていることを特徴とするガス液化プラントである。
尚、予冷熱交換器から送られた第１冷媒により、第２冷媒圧縮機で圧縮された第２冷媒を予冷して極低温熱交換器へ送っても良い。
【００１３】
この発明によれば、配管集合部の一側に対し、予冷熱交換器、第１冷媒圧縮機、極低温熱交換器、及び、第２冷媒圧縮機を配置するので、予冷熱交換器と第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、極低温熱交換器と第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管を、配管集合部に設置する必要がないため、配管集合部の高さを低くでき、配管集合部の強度上の問題が生じることを防止でき、また、配管集合部の設計期間、工事期間を短くできて、建設コストのコストダウンを図れ、また、高所作業を少なくできて、工事の危険度を小さくできる。
更に、予冷熱交換器と第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、極低温熱交換器と第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管を短くできるので、冷媒の熱損失および圧力損失を少なくすることができる。
【００１４】
また、本発明では、前記予冷熱交換器と前記第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、前記極低温熱交換器と前記第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管は、前記配管集合部を介することなしに設置されていても良い。
この発明によれば、配管集合部の高さを低くでき、配管集合部の強度上の問題が生じることを防止でき、また、配管集合部の設計期間、工事期間を短くできて、建設コストのコストダウンを図れ、また、高所作業を少なくできて、工事の危険度を小さくできる。
更に、予冷熱交換器と第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、極低温熱交換器と第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管を短くできるので、冷媒の熱損失および圧力損失を少なくすることができる。
【００１５】
また、本発明では、前記予冷熱交換器と前記第１冷媒圧縮機とを隣接配置すると共に、前記極低温熱交換器と前記第２冷媒圧縮機とを隣接配置されていても良い。
この発明によれば、予冷熱交換器と第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、極低温熱交換器と第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管を短くできるので、冷媒の熱損失および圧力損失を少なくすることができる。
【００１６】
また、本発明では、前記配管集合部の一側において、前記予冷熱交換器及び前記第１冷媒圧縮機により形成される第１熱交換領域と、前記極低温熱交換器及び前記第２冷媒圧縮機により形成される第２熱交換領域との間に、供給ガスにおける重質分を除去する重質分除去器を配置し、
前記配管集合部の他側において、前記予冷熱交換器による供給ガスの冷却をする前に、供給ガスの前処理を行う前処理装置を配置しても良い。
【００１７】
この発明によれば、第１熱交換領域と第２熱交換領域との間に重質分除去器を配置しているので、重質分除去器へ入る前の供給ガス、及び、重質分除去器を出た後の供給ガスを効果的に予備冷却することができる。
また、配管集合部の他側に、予冷熱交換器による供給ガスの冷却をする前に、供給ガスの前処理を行う前処理装置を配置したので、配管集合部の一側にのみ、ガスの製造に使用される装置が集中することを防止でき、ガス液化プラントを小型化することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、配管集合部の一側に対し、予冷熱交換器、第１冷媒圧縮機、極低温熱交換器、及び、第２冷媒圧縮機を配置するので、予冷熱交換器と第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、極低温熱交換器と第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管を配管集合部に設置する必要がないため、配管集合部の高さを低くでき、配管集合部の強度上の問題が生じることを防止でき、また、配管集合部の設計期間、工事期間を短くできて、建設コストのコストダウンを図れ、また、高所作業を少なくできて、工事の危険度を小さくできる。
【００１９】
更に、予冷熱交換器と第１冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管、及び、極低温熱交換器と第２冷媒圧縮機とを接続する冷媒配管を短くできるので、冷媒の熱損失および圧力損失を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態につき、以下、図面を参照して説明する。
本発明の実施の形態によるガス液化プラント１につき、図1を参照として説明する．
本発明の実施の形態によるガス液化プラント１における供給ガスは、例えば、天然ガスである。
【００２１】
この天然ガスにつき、まず、前処理として、酸性ガス除去機２により酸性ガスの除去を行い、その後、脱水機３により天然ガスの脱水処理を行う。酸性ガスの除去の際には、例えばＣＯ２及びＨ２Ｓ、また、脱水の際には、汚染物質、例えば水銀又は水銀含有化合物の除去も行う。
【００２２】
次に、前処理を行った天然ガスを、予冷熱交換器４に入れて予備冷却し、約―２０℃〜―７０℃の中間温度にする。尚、予冷熱交換器４は、１台または複数台の予冷用熱交換器からなり、複数台の予冷熱交換器を接続する配管はパイプラックを介さない。この第１冷媒は、メタン、エタン、プロパン、ｉ−ブタン、ブタン、ｉ−ペンタンから選択される１又は複数の炭化水素を含んでおり、窒素等の他の成分を含むこともできる。第１冷媒圧縮機５は、予冷熱交換器４において天然ガスを冷却させて、気化した第１冷媒を圧縮し、冷却して予冷熱交換器４へ送る。
【００２３】
その後、予備冷却された天然ガスは重質分除去器６に送られ、重質分除去器６により重質分が除去される。この重質分除去としては、例えば、炭素数２以上の重質ガス（エタン及びそれよりも重い成分）を分離して除去するものである。重質分除去は、例えば、分留により、エタン及びそれよりも重い成分を分離することにより行う。
【００２４】
尚、分離された炭素数２以上の重質ガスは、この重質ガスを精留する精留設備１５に送られ、その後、炭素数４以下の軽質分は回収されて、極低温熱交換器７に送られ、液化天然ガスに混合される。炭素数５以上の重質分は、コンデンセートとして製品となる。
【００２５】
重質分除去器６により重質ガスが除去された天然ガス（主としてメタン及び若干のエタン、プロパン、ブタン）を、極低温熱交換器７に入れ、第２冷媒を気化させることによる間接熱交換によって、天然ガスを冷却し、凝縮し、液化して、液化天然ガスを得。第２冷媒圧縮機８は、極低温熱交換器７において供給ガスを冷却し、凝縮して、気化した第２冷媒を圧縮して、極低温熱交換器７へ送る。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態によるガス液化プラント１において使用される各設備の配置につき、説明する。
ガス液化プラント１で使用する配管１０を設置する配管集合部（パイプラック）１１が延びており、パイプラックの一側１６に、第１冷媒圧縮機５、予冷熱交換器４、重質分除去器６、極低温熱交換器７、及び、第２冷媒圧縮機８が、並んで配置されている。また、予冷熱交換器４と第１冷媒圧縮機５とを接続する冷媒配管９、並びに、極低温熱交換器７、第２冷媒圧縮機８、及び予冷熱交換器４を接続する冷媒配管９は、パイプラック１１を介することなしに、パイプラックの一側１６に設置されている。予冷熱交換器４と第１冷媒圧縮機５とは隣接配置されており、極低温熱交換器７と第２冷媒圧縮機８とは隣接配置されている。パイプラックの一側１６において、予冷熱交換器４及び第１冷媒圧縮機５により形成される第１熱交換領域１２と、極低温熱交換器７及び第２冷媒圧縮機８により形成される第２熱交換領域１３との間に、重質分除去器６が配置されている。
【００２７】
また、パイプラックの他側１７において、予冷熱交換器群４による天然ガスの冷却をする前に、天然ガスの前処理を行う前処理装置１４である酸性ガス除去機２及び脱水機３が配置されている。また、重質分除去器６により分離された重質ガスを精留し、ブタン以下の軽質分を回収する精留設備１５も、パイプラックの他側１７に配置されている。
【００２８】
尚、酸性ガス除去機２、脱水機３、予冷熱交換器４、重質分除去器６、極低温熱交換器７は、配管１０により接続されており、全体として、プロダクトラインを形成しているものである。
本発明の実施の形態によるガス液化プラント１によれば、パイプラックの一側１６に対し、予冷熱交換器４、第１冷媒圧縮機５、極低温熱交換器７、及び、第２冷媒圧縮機８を配置するので、予冷熱交換器４と第１冷媒圧縮機５とを接続する冷媒配管９、及び、極低温熱交換器７と第２冷媒圧縮機８とを接続する冷媒配管９を、パイプラック１１に設置する必要がないため、パイプラック１１の高さを低くでき、パイプラック１１の強度上の問題が生じることを防止でき、また、パイプラック１１の設計期間、工事期間を短くできて、建設コストのコストダウンを図れ、また、高所作業を少なくできて、工事の危険度を小さくできる。
【００２９】
また、予冷熱交換器４と第１冷媒圧縮機５とを接続する冷媒配管９、及び、極低温熱交換器７と第２冷媒圧縮機８とを接続する冷媒配管９を短くできるので、冷媒の熱損失および圧力損失を少なくすることができる。
【００３０】
また、本発明の実施の形態によるガス液化プラント１によれば、予冷熱交換器４と第１冷媒圧縮機５とを隣接配置すると共に、極低温熱交換器７と第２冷媒圧縮機８とを隣接配置しており、予冷熱交換器４と第１冷媒圧縮機５とを接続する冷媒配管９、並びに、極低温熱交換器７、第２冷媒圧縮機８、及び予冷熱交換器４を接続する冷媒配管９を短くできるので、冷媒の熱損失および圧力損失を少なくすることができる。
【００３１】
また、本発明の実施の形態によるガス液化プラント１によれば、第１熱交換領域１２と第２熱交換領域１３との間に重質分除去器６を配置しているので、重質分除去器６へ入る前の天然ガス、及び、重質分除去器６を出た後の天然ガスを効果的に予備冷却することができ、また、パイプラックの他側１７に、予冷熱交換器４による天然ガスの冷却をする前に、天然ガスの前処理を行う前処理装置１４、及び、重質分除去器６により分離された重質ガスを精留し、ブタンより軽質成分を回収する精留設備１５を配置したので、パイプラック１１の両側のうちの一側１６にのみ、ガスの製造に使用される装置が集中することを防止でき、ガス液化プラント１を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態によるガス液化プラントを示す図である。
【図２】従来技術としてのガス液化プラントを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１‥‥ガス液化プラント、２‥‥酸性ガス除去機、３‥‥脱水機、４‥‥予冷熱交換器、５‥‥第１冷媒圧縮機、６‥‥重質分除去器、７‥‥極低温熱交換器、８‥‥第２冷媒圧縮機、９‥‥冷媒配管、１０‥‥配管、１１‥‥配管集合部（パイプラック）、１２‥‥第１熱交換領域、１３‥‥第２熱交換領域、１４‥‥前処理装置、１５‥‥精留設備、１６‥‥パイプラックの一側、１７‥‥パイプラックの他側
【図１】
2005147568.tif 000003
【図２】
2005147568.tif 000004